A vueltas con la
Genética. Entrega nº 4
Por Federico Bello
Landrove
El mundo de la Genética está en constante
evolución. Esta serie de ensayos pretende ser una aproximación a algunos de los
avances y descubrimientos científicos más recientes en la materia. Al propio
tiempo, puede suponer una actualización del trabajo general presentado en este
blog, bajo el título de Lamarck y Darwin se unen: Revisión general de la doctrina en materia de
aleatoriedad de las mutaciones.
A vueltas con… un
nuevo paradigma evolutivo
En el año 2014, la
muy prestigiosa revista Science preguntó
a dos grupos de científicos presuntamente enfrentados en materia de Evolución
lo siguiente: ¿Es necesario repensarse la
teoría evolutiva? Y, para evitar que los quince magníficos[1] salieran por la tangente, les dio solo
dos respuestas posibles: Sí, urgentemente,
o bien, No: todo está bien[2].
Ya de por sí, la revista incurría en una petición de principio: entender que el
status quo vigente era el de la
llamada Teoría Sintética de la Evolución (en lo sucesivo SET, por sus siglas en
inglés) y que, si acaso había que repensársela, sería en términos de la Síntesis
Evolutiva Extensa (a partir de aquí, EES, por el acróstico inglés).
Los dos equipos de
científicos (encabezados, en versión de Science,
por Kevin Laland el partidario de la
EES, y por Gregory A. Wray y Hopi Hoekstra el favorable a la SET) aceptaron el
reto y respondieron en los términos indicados. Dichas respuestas fueron objeto por
parte de los equipos de un resumen explicativo relativamente breve, y se
publicaron en el número de la Revista aparecido el 8 de octubre de 2014. Como
era de esperar, frente a la contestación tajante, sí o no, el compendio
explicativo matizó considerablemente las posturas; en mi opinión, de modo
decepcionante. El sí, urgentemente, acotó
un número insuficiente -y, tal vez, no bien elegido- de parcelas en las que la
SET no se ajustaba a la realidad de los hechos y, aunque con guante de
terciopelo, puso sobre el tapete la soberbia y el egoísmo de los capitostes de
la SET a la hora de contrastar, revisar y ampliar sus puntos de vista
científicos desfasados. El no, todo está
bien, además de criticar -en mi opinión, con razón- la selección de puntos
conflictivos hecha por los defensores de la EES (se parecía mucho a un numerus clausus, dejando fuera de
discusión demasiados temas esenciales), vistió la piel de cordero -que, desde
luego, no es su indumentaria habitual- para poner de manifiesto que también ellos
han ido asimilando e incluyendo en sus elaboraciones los avances de otros
colegas y de otras ciencias, aunque finalmente -diríamos que quitándose la
careta de humildad- concluían que todo lo aportado por la Genética y otras ciencias
complementarias no había añadido nada nuevo sustancial a lo suyo sino, todo lo más, matices o correcciones a cuanto quedó
fijado (¿anquilosado?) hacia los años cincuenta del pasado siglo.
Al ritmo que
avanza la Genética realista y sin intereses creados, esto ya es Historia. No lo
es que el científico que encabezaba el grupo de la EES -el del sí, urgentemente- haya salido nuevamente
a la palestra, esta vez con mayor amplitud y decisión que en la citada Revista Science[3],
aunque sin atreverse aún a aseverar el definitivo pase a la historia de la SET,
como paradigma cierto, predictivo y suficiente. Es particularmente llamativo
que, pese a su prudencia -¿excesiva?-, haya iniciado la huida hacia delante con la herencia de los caracteres adquiridos,
incluso por aprendizaje social, un tema que casualmente trataré en esta misma
entrega. Por lo demás, creo mucho más importante, para falsar la SET, la
circunstancia que el propio Laland aporta en este nuevo artículo: Que los
modelos o algoritmos matemáticos de la Evolución son totalmente incompatibles
con la cantinela de que aquella tenga como único soporte básico las mutaciones
completamente aleatorias.
Laland también
alude al valor de la perspectiva del evo-devo. En mi opinión, Eco-evo-devo es ya
el nuevo paradigma genético en el aspecto evolutivo. ¿Le faltan cosas? ¡Claro que sí! Como estaba
incompleta la SET cuando se hizo, con toda justicia, con el dominio teórico de
la Genética hacia 1950. Esperemos, por el bien de la verdad y la generosidad
científicas, que los cultivadores de la EES -se llame como se llame- asuman
decidida y firmemente el liderazgo genético. Como apuntaron en 2014: Sí, urgentemente.
Vacunas a base de
ADN o de ARN
La aparición en el
mundo occidental de virus nuevos o mutados ha disparado las alarmas respecto de
la lentitud e insuficiencia de las vacunas tradicionales,
provocando un gran interés sociopolítico[4]
en una materia que avanzaba hasta no hace mucho de manera modesta, sin apoyo
institucional: la de las vacunas de
tercera generación, o vacunas genéticas, a base de fragmentos de ADN o de
ARN mensajero (mARN)[5],
integrando un plásmido de material
convencional o sintético (replicón).
Las ventajas de
este tipo de vacunas genéticas han sido reconocidas y resumidas por genetistas
y médicos: producción rápida (alrededor de una semana) y más económica; mínimos
riesgos de contaminación; gran sencillez de transporte y conservación; ausencia
de adyuvantes, evitando así
reacciones inmunitarias o efectos secundarios negativos; posibilidad de
incorporar varios antígenos en una sola vacuna; administración en una sola
dosis o, en todo caso, permanencia de la memoria inmunológica durante largo tiempo;
inducción de una respuesta global del sistema inmunitario, tanto a nivel de
anticuerpos como de linfocitos T, etcétera.
Los inconvenientes
son, fundamentalmente, dos: solo genera respuesta inmunitaria contra antígenos
proteicos y, para el caso de las vacunas de ADN, existe riesgo de que el
plásmido vacunante se integre en el genoma de la célula huésped, aprovechando
algún locus proclive a ello. Este segundo
riesgo es el que parece llevar últimamente a preferir las vacunas de ARN que,
por la propia esencia de este ácido nucleico, no dan lugar a mutaciones
genéticas.
Todo lo anterior
responde a una teoría científica ya consolidada, por más que principios de
precaución hayan impedido hasta hace poco la extensión de los ensayos a humanos,
pese al éxito obtenido en animales. Solo en el caso de que no haya vacunas
convencionales, o medios terapéuticos eficaces contra la infección, se han
autorizado oficialmente las pruebas en humanos: Tal ha sucedido en los Estados
Unidos, con una vacuna de ADN para luchar contra el zikavirus.
Las dificultades
de las vacunas genéticas se hallan actualmente a nivel tecnológico, para superar inconvenientes concretos, como el lograr
una eficaz liberación intracelular, superando la barrera que oponen las
nucleasas, y el conseguir una amplia y rápida replicación de la vacuna, para
desencadenar una respuesta fulminante y suficiente contra el antígeno. Esto es
lo que, para vacunas a base de ARN, parece haber conseguido un amplio equipo de
científicos, cooordinado desde el Instituto Tecnológico de Massachusetts (en lo
sucesivo, MIT) y encabezado por Jasdave Jahal y Omar Khan. El artículo que ha
dado cuenta cumplida de su trabajo[6]
indica el empleo de una serie de técnicas para el éxito de la vacuna, como son:
A) El empaquetamiento del ARN en una nanomolécula ramificada (dendrímero), para que no tenga
dificultades de entrada en las células (de modo similar a como lo hacen los
virus). B) La utilización de un replicón de ARN (ARN totalmente sintético)
capaz de liberar grandes cantidades de antígeno y de replicarse, vía ARN de
doble cadena (dsRNA), para así originar una respuesta fuerte y sostenida a
nivel de sistema inmunológico. C) La presencia en la vacuna de poliaminas[7]
de determinada densidad de carga (pKa entre 5 y 7), que bloqueen la
acción destructora de las nucleasas, la cual impediría que la vacuna pudiese
pasar al citoplasma.
Para constatar la
eficacia de sus experimentos, los investigadores del MIT han testado con tres peligrosos agentes infecciosos, muy
diversos entre sí: los virus del Ebola, de la gripe H1N1 y de la toxoplasmosis.
El éxito que ha coronado el trabajo mueve a pensar que las vacunas estudiadas
puedan servir para combatir otras muchas enfermedades infecciosas y -¿por qué
no?- numerosas formas de cáncer. De hecho, se han realizado comprobaciones
iniciales muy esperanzadoras para los tumores pulmonares de células no
pequeñas, cuya etiología responde a la activación en adultos de genes,
operativos durante el desarrollo embrionario, pero que tendrían que permanecer
dormidos durante la vida independiente del individuo.
Para acabar,
indicaré que la forma de administración de esta vacuna de ARN programable es la
intramuscular.
Transmisión
hereditaria en pinzones de variantes canoras adquiridas
La cuadratura del círculo lamarckiano es la
herencia de los caracteres adquiridos, no ya solo a nivel anatómico puro, sino
del comportamiento adquirido mediante el aprendizaje a nivel familiar y social[8].
Dentro de este tema, el canto de los pájaros es uno de los ejemplos preferidos.
No es extraño, pues, que los autores del artículo que referencio[9]
hayan escogido el estudio experimental del tempo[10]
en el canto de los pinzones bengalíes (Lonchura
striata domestica), para analizar los datos y sacar las conclusiones acerca
de cómo interactúan la experiencia y la
genética para determinar fenotipos por el aprendizaje.
Los resultados del
experimento en cuestión se pueden sistematizar en estos tres puntos:
·
Los
distintos fenotipos de cántico, en función de su tempo, dependen básicamente de la herencia de los progenitores. Es
obvio – concluyo yo- que dicha herencia lo es, a su vez, de caracteres
adquiridos por los ancestros gracias al aprendizaje y que, por regla aplastantemente general, no
tiene su reflejo en el ADN del pájaro.
·
El
tempo canoro que el ave trae como
instinto al nacer es escasamente alterado por el aprendizaje al que la
sometamos, siempre que nos limitemos a emplear métodos sin interacción social,
como podrían ser los artefactos (magnetofón, radio, ordenadores…). Es lógico
deducir que la escasa alteración del canto congénito sea fruto de la poca
eficacia de los métodos de aprendizaje que no despierten la interacción o
sociabilidad de los pinzones.
·
Si,
por el contrario, se utilizan sistemas de aprendizaje de tipo social (via social tutoring), la evolución del tempo de los cantos aviares se hace
intensa, hasta alcanzar o superar la influencia de los patrones genéticos.
·
En
todo caso, el fenotipo cantor resultante de la interacción de la genética y la
experiencia es heredado por la descendencia, poniendo de manifiesto que, junto
a la herencia genómica, existe otro tipo de herencia: la de los sistemas de
comportamiento (behavioral inheritance),
según la terminología empleada por Jablonka y Lamb al tratar de la cuatro
dimensiones de la Evolución[11].
[1] Kevin
Laland, Tobias Uller, Marc Feldman, Kim Sterelny, Gerd B. Müller, Armin Moczek,
Eva Jablonka, John Odling-Smee, Gregory A. Wray, Hopi E. Hoekstra, Douglas J.
Futuyma, Richard E. Lenski, Trudy F.C. MacKay, Dolph Schluter y Joan E.
Strassmann.
[2]
Ver: Does evolutionary theory need a
rethink? Science. 08 October, 2014.
[3]
Kevin Laland, Evolution unleashed. Is
evolutionary science due for a major overhaul, or is talk of “revolution”
misguided?. Aeon Essays, 17 January, 2018. Del mismo autor (Profesor de
Biología evolutiva y del comportamiento en la Universidad escocesa de St.
Andrews) es el libro Darwin’s unfinished
symphony: How culture made the human mind; Princeton University Press,
2017.
[4] Incluso militar, ante el riesgo de guerra
biológica. De aquí el interés de los servicios sanitarios del Ejército
americano, ejemplificado en la dedicación de quien tal vez sea su investigador
más notorio en estos temas: Geoffrey Ling, autor del resumen, Vacunas
de ADN o ARN. Las vacunas genéticas podrían cambiar la lucha contra las
enfermedades infecciosas, Investigación y Ciencia, febrero 2018, página 27.
[5] Dos artículos clásicos y “antiguos”, que
recogen la herencia de estudios y experimentos anteriores: Wolfgang W. Leitner,
Han Ying y Nicholas P. Restifo, DNA and
RNA-based vaccines: principles, progress and prospects. Vaccine, 1999 Dec
10; 18 (9-10): 765-777. Marie-Louise Michel et Delphine Loirat, Les vaccins à base d’ADN. Médecine
thérapeutique, volume 6, numéro 4, abril 2000.
[6]
Jasdave S. Chahal, Omar F. Khan et alt.,
Dendrimer-RNA nanoparticles generate
protective inmunity against lethal Ebola, H1N1 influenza and Toxoplasma gondii
challenges with a single dose. PNAS, 2016 July, 113(29) -Correction, August
30, 2016-.
[7] En
especial, la polietilenimina o poliazidina, en compuesto ramificado.
[8]
El libro clásico en esta materia es: Eva Jablonka & Marion J. Lamb, Evolution in four dimensions. Genetic,
epigenetic, behavioral and symbolic variation in the history of life, MIT
Press, 2005 y sucesivos; para el objeto que nos ocupa, veánse páginas 285-383.
[9]
David G. Mets and Michael S. Brainard, Genetic
variation interacts with experience to determine interindividual differences in
learned song. PNAS 2018 January, 115 (2) 421-426.
[10] Es
decir, de la mayor o menor rapidez con que se emite una determinada canción o
parte de ella.
[11]
Jablonka y Lamb, cit., páginas 155-191.
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